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Teleskoptechnik: Ausgefunkelt! Grundlagen der adaptiven Optik

Luftbewegungen in der Erdatmosphäre stören erdgebundene Beobachtungen und machen das Bild unscharf. Doch Astronomen haben einen genialen Trick: ­adaptive Optik. Alle modernen Großteleskope nutzen diese Technik, weil sie die Auflösung enorm verbessert und an das theoretisch Machbare treibt.
Neptun aufgenommen mit dem VLT - links mit, rechts ohne Adaptive Optik

Die Sterne funkeln. Diesem Phänomen, das Lyriker lieben, begegnen wir häufig bei der Beobachtung des klaren Sternhimmels. Es hängt mit der Lufthülle der Erde zusammen und stört sowohl Hobby-, als auch Profiastronomen. Das Sternfunkeln beschäftigte bereits den Gelehrten Isaac Newton. Nicht, weil er gleichfalls den romantischen Aspekt schätzte, sondern weil es seine astronomischen Beobachtungen beeinträchtigte. In seinem Buch »Opticks« aus dem Jahr 1704 beschreibt er die Ursache dafür auf korrekte Art und Weise: »Die Luft, durch die wir nach den Sternen blicken, ist in einem beständigen Zittern; was sich auch an der zitternden Bewegung der Schatten hoher Türme beobachten lässt – oder durch das Funkeln der Sterne.«

Astrofotografen wissen, dass durch diese Luftunruhe (englisch: Seeing) die Sterne scheinbar hin und her tanzen und auf den Aufnahmen zu breiten Scheibchen verschmieren. Dieser Effekt beschränkt die Winkelauflösung von astronomischen Instrumenten, selbst bei modernen Großteleskopen, auf etwas weniger als eine halbe Bogensekunde, was dem theoretischen Auflösungsvermögen eines 25-Zentimeter-Teleskops entspricht ...

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  • Literaturhinweise

Hippler, S.: Adaptive Optics for Extre­mely Large Telescopes. In: Journal of Astronomical Instrumentation 8, 1950001, 2019

Kasper, M.: Optimierung einer adaptiven Optik und ihre Anwendung in der ortsaufgelösten Spektroskopie von T Tauri. In: Dissertationsschrift, Universität Heidelberg, 2000

Newton, I.: Opticks: or, A Treatise of the Reflexions, Refractions, Inflexions and Colours of Light. 4. Ausgabe, korrigiert, 1730

Weiß, A., et al.: Simultaneous Measurements of the Fried Parameter r0 and the Isoplanatic Angle θ0 using SCIDAR and Adaptive Optics – First Results. In: ASP Conference Proceedings 266, S. 86 – 95, 2002

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